填埋场边坡稳定性的极限平衡法与数值模拟分析

以某山谷型填埋场边坡为例,借助SLOP/W软件进行了填埋场边坡稳定性的极限平衡分析,并运用FLAC 3D软件对填埋场边坡进行数值模拟分析,最后比较了2种方法的优缺点,对填埋场边坡稳定性提出了提议。

数值模拟与极限平衡法相结合的边坡稳定性分析

考虑到数值模拟法与极限平衡分析法在岩质边坡稳定性分析中各自的局限性,提出将数值模拟法与极限平衡分析法相结合对岩质边坡进行稳定性分析。以某矿山边坡为例,首先以离散单元法对边坡进行数值模拟,将边坡及其内部的滑动面划分成若干节理单元体,计算出节理单元上的法向和切向应力,根据极限平衡法计算出边坡稳定性安全系数,既考虑了滑动面内应力对岩质边坡稳定性的影响,又通过计算边坡的安全系数来评价边坡的稳定性,具有较好的推广前景。

基于极限平衡法及数值模拟的废石堆场边坡稳定性分析

针对凡口铅锌矿废石堆场边坡,利用极限平衡法中的瑞典圆弧法及数值模拟方法中的有限差分法对废石堆场边坡进行了稳定性分析。分析结果表明,目前凡口铅锌矿废石堆场边坡在自重条件下最大安全边坡角为43o,工作侧边坡目前稳定性良好,部分公路侧边坡安全系数稍低于标准安全系数,存在失稳风险,而开挖侧高陡边坡具有较大失稳风险。分析结果对于了解凡口铅锌矿现有废石堆场的安全稳定性,制定相应的安全控制措施,维护矿山安全生产具有重要意义。

方形隧道稳定性极限分析有限元数值模拟

在支护反力的作用下,隧道的应力边界条件发生较大变化,其稳定性分析亦变得十分复杂。为模拟这种复杂工况,采用极限分析有限单元法对方形隧道稳定性进行数值模拟分析。首先基于某些合理的计算假定,建立一种可以考虑多种因素影响的简化计算模型,在此基础上利用极限分析有限单元法求得不同影响因素下的隧道稳定系数;根据计算结果拟合出稳定系数的无量纲分析图表和经验计算公式,并基于各参数分析获得隧道破坏模式的变化规律,最后通过实际算例验证本文方法的可行性。研究表明:隧道稳定系数随H/B(埋深比)增大而减小,随φ(内摩擦角)和σt(支护反力)增大而增大;当φ较小时,H/B的变化对稳定系数产生显著的影响,而当φ较大时,H/B的变化对稳定系数影响甚微。

基于极限分析法和数值模拟的条采岩层稳定性分析

为解决红阳二矿西三下部采区村下压煤问题,保证村下采区稳定安全,实现矿区可持续开采,以该采区压煤开采地质条件和煤层赋存情况为研究基础,应用轴向力作用下岩层稳定性极限平衡分析法进行理论分析,结合采煤沉陷预计软件对地表移动变形进行预计,利用数值模拟对理论分析和沉陷预计的结果进行合理性验证,综合以上研究过程得到如下结论:(1)村下压煤条采,沿采空区倾向,顶板位移从两边到中间呈增大趋势,且在采区中间位置达到最大位移值979.3 mm;(2)从采空区顶板至地表,沿采区垂向,岩层位移值呈减小趋势,在地表处达到最小位移值3.45 mm;(3)在采深760 m时,村下采空区上覆岩层应力分布重新达到平衡,可保持稳定大约10年,采深达到815 m时,采空区及上覆岩层逐渐趋于稳定并维持大约5.6年;(4)采煤沉陷预计地表最大沉降值W=720 mm;最大曲率值K=0.005×10^(-3)/m;最大水平变形值ε=0.45 mm/m;(5)数值模拟分析结果与极限分析法、采煤沉陷预计结果一致,可为村下压煤开采提供稳定性判据,避免了采区采动损害引发地表塌陷灾害。

三维边坡稳定性极限平衡分析系统软件SLOPE^(3D)的设计及应用

为了拓展三维极限平衡法在实际工程中的广泛应用,边坡稳定性分析可视化系统软件SLOPE^(3D)被研制和发展。它由前处理、极限平衡分析求解器和后处理3部分组成,前处理核心是构造三维边坡地质模型,后处理主要是计算结果分析和可视化图形显示。该系统将边坡工程地质信息三维可视化技术和稳定性分析有机地结合起来,由于其良好的用户界面和高质量的三维图形显示能力,使人们能够容易地将其应用到实际边坡工程问题中。

弹塑性极限平衡法分析复杂岩质边坡的稳定性

笔者采用弹塑性极限平衡法来研究分析复杂岩质边坡的稳定性 ,即以塑性极限理论为基础 ,应用逐渐降低材料强度来逼近系统的极限平衡 ,并以屈服区的贯通来表征系统的极限平衡状态。此时 ,系统达到临界平衡状态时所对应的材料强度降低倍数即为整体最小安全系数 ,临界平衡状态定义为边坡内的塑性屈服区能够形成潜在的滑移通道时的状态。以城门山露天矿南帮边坡为研究对象 ,通过自行改编的NCAP -FS程序进行了数值分析 ,结果表明 ,南帮边坡现阶段是安全稳定的 ,与现场观测结果一致。

西安市黑河水库左坝肩渗漏三维数值模拟及坝肩坡体稳定性分析

直接针对西安市黑河水库左坝肩渗漏这一重大工程实际问题展开研究与计算。应用三维有限差分方法对左坝肩单薄山梁的初始渗流场、蓄水后的渗流场进行了数值模拟 ,分析渗漏方式、计算相应的渗漏量 ,并通过计算说明了断层是集中渗漏通道。而后利用三维数值计算提供的水位值 ,应用极限平衡分析法 ,对左坝肩岩质斜坡稳定性进行计算与分析 ,计算结果对实际工程的决策与治理提供重要的依据。

宁夏南部典型黄土滑坡形成过程数值模拟及稳定性分析

基于Geo-slope分析软件,以宁夏原州区河川乡北洼滑坡为例[1],首先对滑坡的形成过程进行数值模拟分析,然后对滑坡的现状进行了稳定性分析评价。通过计算分析,在天然状态下滑坡的稳定性较好,但在考虑地震和降雨影响时滑坡的整体稳定性迅速下降,其中地震的影响较大。

某机场高填方边坡稳定性数值法和极限平衡法对比分析

云南某机场高填方边坡具有原地基及基岩地形起伏大、红黏土软弱层分布广、填筑体厚度大等特点,其最大填方厚度约为70m,最大垂直高差约为46m。本文采用不同的数值法对高填方边坡稳定性进行计算分析,并与传统极限平衡法计算结果进行对比,结果表明:原地基初始地应力和填筑等施工工序对数值法稳定性分析结果影响显著,对于高填方边坡采用数值法分析更能反映边坡实际应力场特征,对于复杂高填方边坡采取数值方法进行稳定性验算是非常必要的。针对本工程的极限平衡法分析中,不同算法之间存在较为一致的相对安全系数大小关系:瑞典条分法<简化Janbu法<简化Bishop法≈Morgenstern-Price法≈Sarma法。极限平衡法(简化Bishop法)所得安全系数结果与应力分析法(SAM)较为接近,相差小于5%;但明显大于强度折减法(SRM),约为前者的1.08~1.22倍,数值法稳定性分析结果相比极限平衡法有一定的安全储备。通过强度折减法中剪应变增量云图得到的滑动面与极限平衡法、应力分析法搜索得到的临界圆弧滑动面位置基本吻合。

基于强度折减法的坑中坑整体稳定性数值模拟分析

近年来国内外发生了多起因设计计算过程中忽略了内外坑的影响而造成坑中坑基坑失稳的重大事故,因此坑中坑的整体稳定性分析问题亟待解决。为解决此类问题,文章借助ABAQUS建立三维坑中坑有限元模型,采用强度折减法分析坑中坑基坑内外坑相互影响规律及坑中坑基坑破坏形式,并与传统理论计算方法进行对比。结果表明:主动区塑性区范围及滑裂面位置主要受外围护结构深度影响;坑中坑基坑内外坑间距增加,基坑安全系数不断逼近极限值。

构皮滩工程高边坡开挖数值模拟分析及稳定性评价

根据构皮滩水利枢纽厂房高边坡开挖设计方案，采用弹塑性有限元法对开挖与加载等工况进行模拟计算。

基于极限平衡法高边坡稳定性分析方法

岩石高边坡是山区水电站工程建设中的主要地质环境,尤其在我国西部地区,高边坡问题作为重大工程的关键技术问题之一,控制着工程建设的可行性和经济效益,因此有必要对其进行分析研究。以如美水电站中坝址高陡边坡稳定性分析为目标,基于二维极限平衡法,结合现场勘查、理论分析和Geo-Studio数值模拟,考虑如美水电站中坝址高陡边坡的三种不同节理组合形式,在降雨工况和地震工况下对边坡整体稳定性进行分析评估。研究结果表明,降雨工况对边坡稳定性影响远大于地震工况,产生塑性区的范围相较于地震工况更大,在开挖卸荷工况下,边坡受到较大扰动产生卸荷区,发生失稳破坏。基于数值模拟结果,得到满足工程实际的结构面选取方式。

基于改进狼群算法的边坡极限平衡稳定性分析方法研究

危险滑面的确定与安全系数计算是岩土工程边坡稳定性分析中的经典问题,搜索效率与稳定性系数精度的好坏直接关系到边坡稳定的准确把握与工程决策.首先基于边坡数值模拟计算的应力场,对经典的狼群算法进行改进,采用Python语言编程实现了一种新滑面搜索方法,有效解决了传统搜索方法易陷入局部极限值的缺点,并且可以搜索非圆弧滑面.然后借助一个经典算例和一个工程算例,对方法的可靠性进行了验证与分析.结果表明:改进狼群滑面搜索算法能够轻松高效地得到边坡的最危险滑移面和最小安全系数,潜在滑面与工程推测的滑弧非常接近,相较于传统算法,具有较高的收敛精度和可靠性.研究结果可为边坡稳定性分析提供新的思路和方法.

基于极限平衡的不同类型边坡稳定性分析计算方法探讨

针对不同类型的露天矿山边坡,其破坏方式和计算边坡稳定性的方法也有所不同。通过分析某铁矿的8处典型区域剖面的地质赋存条件,基于极限平衡理论,分别选用合适的计算方法对边坡稳定性进行校核。采用GeoStudio软件的SLOPE/W模块进行计算,分别模拟边坡在自重+地下水、自重+地下水+爆破振动力、自重+地下水+地震力三种荷载下的安全系数,结合边坡特点,比较瑞典条分法、Bishop法、精确Janbu法和Morgenstern-Price四种方法的适用性和优缺点。可为同行业在边坡稳定性分析选用合适的计算方法方面提供更多的参考。同时,结合矿山实际,对不同类型的边坡提出了针对性的治理建议。

某水电站放空洞进水口边坡稳定性数值模拟分析

针对某水电站放空洞进水口高边坡存在倾倒和滑移拉裂或滑移致拉裂块体破坏的可能性问题,采用FLAC有限差分法技术和极限平衡法,分别从边坡的应力、变形、塑性区发展和块体稳定性方面综合评判了高边坡的整体稳定性,结果表明该边坡整体稳定性良好。

基于极限平衡法的边坡稳定性分析

采用边坡稳定性方法中的极限平衡法,探求矿区边坡是否处于安全状态,分别计算边坡在非渗流状态和渗流状态下的边坡稳定性安全系数;分析因降雨、河流入渗导致边坡浸润线高程改变对边坡稳定性的影响,建立数值模拟浸润线在丰水期初始状态下,浸润线高程降低与边坡稳定性安全系数的响应关系。结果表明:边坡处于不稳定状态,破坏模式为圆弧破坏,最不稳定的区域在+20 m水平台阶下的粗砂层和圆砾混土层位置处,需对边坡渗水问题和边坡可能出现的滑坡情况做出防治预案。

降雨作用对露天矿山边坡稳定性影响研究

降雨作用会导致边坡稳定性变差,影响着采场的安全生产。以某露天边坡为研究背景,基于极限平衡法和强度折减法,利用GeoStudio和FLAC3D软件,对降雨作用下整体边坡稳定性进行分析。极限平衡法计算结果表明,在降雨作用下最终边坡稳定性系数最小值为1.78,大于矿山许用安全系数1.20;强度折减法计算结果表明,边坡剖面的安全性系数都能满足规范要求的最小安全系数,降水作用对该露天边坡稳定性影响较少。边坡稳定性较好,采场边坡参数选取可行,为类似矿山的边坡防护与治理提供依据。

大型滑坡堆积体稳定性的三维数值分析

古水水电站争岗特大型滑坡堆积体方量高达4 750×104 m3,存在多处厚度超过50 m的超深层滑坡。稳定性直接关系到大坝的建设与运营。工程地质勘测、2008年降雨产生的变形资料表明,该滑坡体是一个多期次复合型滑坡,主要由基岩、滑带土和松散堆积物组成,地表已出现大量拉张和剪切裂缝,天然工况下整体处于沿贯通底滑面发生蠕滑变形的状态,各种工况下均存在滑塌的可能性,必须进行开挖加固治理。针对二维平面方法无法考虑计算断面的侧向约束和底滑面在空间上的曲率效应,运用三维极限平衡方法和大变形拉格朗日有限差分法,根据实际地质信息建立了多个三维计算模型,通过对治理前后滑坡体应力、变形、塑性区和安全系数变化对比分析,定性、定量对其稳定性进行了评价,并引入有限元点和面安全系数法对加固后稳定性进行了校核。结果真实反映了滑坡体的稳定性现状与规律,与现场勘查成果相吻合。开挖加固后,滑坡体局部和整体稳定性均有显著提高,结合排水措施,将更有利于保持其稳定性。研究成果可为类似工程问题提供有意义的参考。

基于极限平衡法的滑坡稳定性分析

为防止山西孟家窑矿地表发生滑坡地质灾害,需分析孟家窑矿地表边坡稳定性。通过极限平衡法进行滑坡稳定性分析,并建立数值模型进行分析计算,得出高低水位下的滑坡稳定性分析结果。通过研究得出结论:在低水位状态下,滑坡平均位移较小,滑坡较为稳定;而当滑坡处于高水位状态下时,滑坡位移较大,滑坡失稳结构成型。